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DP1180钢的热变形Arrhenius本构模型
1
作者 高兴健 刘鑫 +1 位作者 罗健 王文礼 《精密成形工程》 北大核心 2024年第11期108-116,共9页
目的研究DP1180钢热变形行为,为热加工数值模拟提供理论指导。方法利用热模拟试验机Gleeble-3800对DP1180钢在变形温度为950~1250℃和应变速率为0.001~1 s^(-1)条件下进行高温拉伸实验,根据实验数据绘制不同变形温度及应变速率下的真应... 目的研究DP1180钢热变形行为,为热加工数值模拟提供理论指导。方法利用热模拟试验机Gleeble-3800对DP1180钢在变形温度为950~1250℃和应变速率为0.001~1 s^(-1)条件下进行高温拉伸实验,根据实验数据绘制不同变形温度及应变速率下的真应力-真应变曲线。基于Arrhenius双曲正弦本构模型,考虑应变对特征参数的影响,选取应变范围为0.04~0.2的应力,通过四次多项式拟合建立DP1180钢的热变形本构模型,并通过对比模型计算值与实验值,采用相关性及误差分析验证本构模型的预测精度。结果DP1180钢的真应力-真应变曲线在应变速率为1s^(-1)时呈现明显动态再结晶特征,高温流变应力随变形温度的升高而降低,随应变速率的增大而增大。考虑应变影响的本构模型预测值与实验值的相关系数为0.9873,平均相对误差为5.18%,吻合度较高。结论DP1180钢的高温流变应力受材料加工硬化与动态软化相互竞争的影响,在高变形温度、低应变速率条件下软化机作用更加明显。考虑变形温度、应变速率及应变量建立的Arrhenius本构模型具有较高的预测精度,可以对DP1180钢热变形过程中的流变应力进行准确预测。 展开更多
关键词 DP1180钢 高温拉伸 arrhenius本构模型 流变应力 预测精度
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15CrMoG耐热钢高温变形行为及Arrhenius本构模型 被引量：1
2
作者 杨京 王伟 +2 位作者 张双杰 马世博 闫华军 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期137-145,共9页
采用Gleeble-3500热模拟试验机对15CrMoG耐热钢进行了变形温度为1173.15~1473.15 K,应变速率为5~20 s^(-1)的高温压缩实验。实验数据表明,15CrMoG具有负的温度敏感性和正的应变速率敏感性,且再结晶晶粒尺寸随变形温度的升高而明显增加... 采用Gleeble-3500热模拟试验机对15CrMoG耐热钢进行了变形温度为1173.15~1473.15 K,应变速率为5~20 s^(-1)的高温压缩实验。实验数据表明,15CrMoG具有负的温度敏感性和正的应变速率敏感性,且再结晶晶粒尺寸随变形温度的升高而明显增加。通过线性拟合求解出Arrhenius本构模型的材料参数,建立了基于峰值应力的表征参数和物理基参数本构模型。表征参数本构模型对峰值应力的预测值与实验数据的皮尔森相关系数为0.99824,物理基参数本构模型对峰值应力的预测值与实验数据的皮尔森相关系数为0.99807。为进一步提升本构模型的适用性,建立了考虑应变补偿的Arrhenius本构模型,实现了对整个应变范围内流动应力的预测。在整个应变范围内,对模型进行了误差分析,表征参数本构模型的最大相对误差为3.76%,物理基参数本构模型最大相对误差为6.04%。 展开更多
关键词 15CrMoG钢 高温变形行为 本构模型 表征参数 物理基参数
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基于GA-Arrhenius本构模型的EA4T钢高温变形行为 被引量：7
3
作者 白杰 霍元明 +4 位作者 何涛 任旭 卞志远 王宝雨 杜向阳 《锻压技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第11期246-253,共8页
通过Gleeble-3800热模拟实验机,对EA4T车轴钢分别在变形温度为970、1070和1170℃及应变速率为0.01、0.1和1.0 s的条件下进行热压缩实验,压缩至最大真应变为0.8。以得到的真应力-真应变实验数据为基础,分别建立了考虑应变补偿的Arrheniu... 通过Gleeble-3800热模拟实验机,对EA4T车轴钢分别在变形温度为970、1070和1170℃及应变速率为0.01、0.1和1.0 s的条件下进行热压缩实验,压缩至最大真应变为0.8。以得到的真应力-真应变实验数据为基础,分别建立了考虑应变补偿的Arrhenius本构模型和经过遗传算法优化后的Arrhenius本构模型(GA-Arrhenius),用于预测真应力与真应变的关系。为了验证GA-Arrhenius本构模型在真应力预测中的优越性,使用相关系数R、平均绝对误差AARE和均方根误差RMSE来说明其预测精度。实验结果表明:采用Arrhenius本构模型时,R=0.9970、AARE=3.4232%、RMSE=2.8773 MPa;采用GA-Arrhenius本构模型时,R=0.9982、AARE=2.6577%、RMSE=2.2110 MPa。说明相较Arrhenius本构模型,GA-Arrhenius本构模型能够更好地预测EA4T钢热成形过程中的真应力与真应变的关系,可以实现更高精度的有限元数值模拟。 展开更多
关键词 EA4T钢 热压缩 高温变形行为 arrhenius本构模型 遗传算法
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Q345钢的热变形Arrhenius本构模型研究 被引量：4
4
作者 马世博 侯瑞东 +1 位作者 闫华军 张双杰 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2017年第16期56-59,共4页
通过Gleeble-3800型热模拟机对Q345钢进行温度区间900~1100℃,应变速率0.1、1、10 s^(-1),真应变0.65的等温压缩试验。采用0.05~0.65应变量范围内数据每隔0.1建立基于物理常数的Arrhenius本构模型,并对模型预测值与试验值进行相关性分析... 通过Gleeble-3800型热模拟机对Q345钢进行温度区间900~1100℃,应变速率0.1、1、10 s^(-1),真应变0.65的等温压缩试验。采用0.05~0.65应变量范围内数据每隔0.1建立基于物理常数的Arrhenius本构模型,并对模型预测值与试验值进行相关性分析,验证模型预测精度。结果表明:Q345钢高温流变应力随变形温度的升高而降低,随应变速率增大而升高;各应变量下的预测值与试验值相关系数均大于0.98,基于物理常数的Arrhenius本构模型具有较高的预测精度。 展开更多
关键词 Q345钢 物理常数 本构模型 相关性 预测精度
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基于Arrhenius方程和机器学习的GH4742高温合金本构关系对比
5
作者 冯彦成 王松辉 +5 位作者 黎汝栋 奚晓 王文珂 徐东 苏海 葛金锋 《锻压技术》 北大核心 2025年第1期260-271,共12页
基于GH4742高温合金在应变速率为0.001~1 s^(-1)、变形温度为950~1160℃及高度压下率为60%条件下的等温恒应变速率压缩试验,分析其流动应力行为,并分别构建了合金的Arrhenius方程、支持向量机和GWO-BP网络本构模型。研究结果表明,GH474... 基于GH4742高温合金在应变速率为0.001~1 s^(-1)、变形温度为950~1160℃及高度压下率为60%条件下的等温恒应变速率压缩试验,分析其流动应力行为,并分别构建了合金的Arrhenius方程、支持向量机和GWO-BP网络本构模型。研究结果表明,GH4742高温合金的流动应力曲线在高应变速率、低变形温度下呈现明显的软化现象;随着应变速率的降低和变形温度的升高,流动应力曲线逐渐呈现稳态流动特征。峰值应力和应变补偿Arrhenius模型的相关系数分别为0.993和0.991,平均绝对相对误差分别为8.986%和9.813%。测试样本支持向量机模型的相关系数为0.997,平均绝对相对误差为5.626%;测试样本GWO-BP模型的相关系数为0.997,平均绝对相对误差为5.471%。支持向量机和GWO-BP模型具有更高的预测精度,能更好地描述GH4742高温合金的高温流动行为。 展开更多
关键词 GH4742高温合金 热变形行为 arrhenius模型 支持向量机 GWO-BP网络
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基于BP神经网络和Arrhenius本构模型的石墨烯/7075复合材料热变形行为
6
作者 娄淑梅 李一明 +3 位作者 李鑫 陈鹏 白雪峰 程宝嘉 《吉林大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1237-1245,共9页
在653~713 K温度范围和0.01~10 s^(-1)应变速率下,进行了w(GNP/7075Al)=0.5%增强7075铝基复合材料的热压缩试验,建立了BP神经网络和应变补偿Arrhenius模型,同时建立了复合材料的热加工图和动态再结晶体积分数预测模型,研究了复合材料的... 在653~713 K温度范围和0.01~10 s^(-1)应变速率下,进行了w(GNP/7075Al)=0.5%增强7075铝基复合材料的热压缩试验,建立了BP神经网络和应变补偿Arrhenius模型,同时建立了复合材料的热加工图和动态再结晶体积分数预测模型,研究了复合材料的热变形行为,并确定了复合材料的热加工工艺参数。结果表明:BP神经网络模型得到的流变应力预测值与试验结果吻合较好,其相关系数最高为99.9983%,平均相对误差绝对值最小为0.5%,表明神经网络对w(GNP/7075Al)=0.5%复合材料的热变形行为具有较高的预测精度。w(GNP/7075Al)=0.5%复合材料最佳变形温度和应变速率分别为685~705 K和0.01~0.1 s~(-1)。动态再结晶(DRX)倾向于在低应变速率和高变形温度下发生。数值模拟和热挤压试验表明,在挤压温度693 K、挤压速度1 mm/min的工艺参数下可以挤出表面质量良好的型材。 展开更多
关键词 材料加工工程 石墨烯/铝复合材料 热变形 本构方程 热加工图 再结晶模型 数值模拟
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基于Arrhenius与机器学习的TC21钛合金本构模型研究 被引量：1
7
作者 孙岑花 施文鹏 +2 位作者 王津 陈韬 江五贵 《精密成形工程》 北大核心 2024年第8期102-110,共9页
目的比较Arrhenius方程和机器学习方法在TC21钛合金本构模型建立中的优劣,为TC21钛合金在实际工程应用中的性能预测、优化设计和安全评估提供理论指导。方法通过使用Gleeble-3500热模拟机,获取了锻态TC21钛合金在不同温度和应变速率下... 目的比较Arrhenius方程和机器学习方法在TC21钛合金本构模型建立中的优劣,为TC21钛合金在实际工程应用中的性能预测、优化设计和安全评估提供理论指导。方法通过使用Gleeble-3500热模拟机,获取了锻态TC21钛合金在不同温度和应变速率下的真实应力应变数据。基于实验结果,分别采用Arrhenius方法和支持向量机方法建立了相应的本构模型。相较于基于热力学原理的Arrhenius本构方程,采用支持向量机方法的本构模型更为先进。该模型能够从有限的数据中深入挖掘材料性能与温度、应变速率之间的复杂非线性关系,从而更准确地预测TC21钛合金在不同条件下的力学性能。为了全面评估这2种模型的预测准确性,计算了它们的模型相关系数和均方根误差。结果研究结果表明,基于机器学习的本构模型在预测TC21钛合金的应力应变行为方面展现出显著的优势。其相关系数高达0.9774,远高于Arrhenius模型的0.9317。在评估预测精度的均方根误差上,机器学习方法也表现出色,仅为5.49,相较于Arrhenius模型的20.67显著降低。结论利用机器学习方法建立的TC21钛合金本构模型具有更高的精度和可靠性。在实际工程应用中,这将为钛合金的性能预测、优化设计和安全评估提供更为准确的科学依据。 展开更多
关键词 TC21钛合金 本构模型 arrhenius方程 机器学习 支持向量机
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GH738高温合金修正J-C本构关系模型和应变补偿Arrhenius本构关系模型的对比
8
作者 罗佰乐 鲁世强 +3 位作者 王双见 周世鑫 杨家典 孙清 《材料热处理学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第10期170-182,共13页
在变形温度为980~1100℃,应变速率为0.001~0.1 s-1及高度压下率为60%的条件下对GH738高温合金进行了等温恒应变速率压缩实验,研究了合金的流动应力行为,并分别采用J-C模型和Arrhenius模型构建了合金的流动应力本构关系。结果表明,修正J-... 在变形温度为980~1100℃,应变速率为0.001~0.1 s-1及高度压下率为60%的条件下对GH738高温合金进行了等温恒应变速率压缩实验,研究了合金的流动应力行为,并分别采用J-C模型和Arrhenius模型构建了合金的流动应力本构关系。结果表明,修正J-C模型和应变补偿Arrhenius模型均能较准确表征GH738高温合金的流动应力行为,能较好地预测合金的流动应力,其中修正J-C本构关系模型的相关系数r达0.99172,平均绝对相对误差AARE为7.86%;应变补偿Arrhenius本构关系模型的相关系数r为0.98815,平均绝对相对误差AARE约7.46%。两种本构关系模型具有大体相当的总体预测精度,但对不同变形条件下的预测精度存在一定差异。当应变速率较高、变形温度较低和应变较小时,宜选用修正J-C本构关系模型;反之,宜选用应变补偿Arrhenius本构关系模型。 展开更多
关键词 GH738高温合金 热变形行为 J-C模型 arrhenius模型
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S55C钢高温流变行为的本构模型
9
作者 周俞廷 郝庆乐 +5 位作者 宋俊辉 俞鑫山 赵凯鹏 钟素娟 关常勇 龙伟民 《锻压技术》 北大核心 2025年第1期272-280,共9页
基于Gleeble-3180热模拟试验机对S55C钢材展开变形温度为850~1000℃、应变速率为0.01~10 s^(-1)的等温流变压缩实验,研究了该材料的高温热变形行为;根据实验所得的真实应力-真实应变曲线,分析了真实应变、变形温度和应变速率对流动应力... 基于Gleeble-3180热模拟试验机对S55C钢材展开变形温度为850~1000℃、应变速率为0.01~10 s^(-1)的等温流变压缩实验,研究了该材料的高温热变形行为;根据实验所得的真实应力-真实应变曲线,分析了真实应变、变形温度和应变速率对流动应力的影响规律,并建立了S55C钢材应变补偿后的Arrhenius本构模型,更进一步地对模型的拟合精度进行了分析。结果表明,S55C钢材热压缩变形过程的塑性变形部分可以分为3个阶段,变形初期,流动应力随应变的增加而急剧增大;变形中期,流动应力的增长速率减缓,材料加工硬化和动态软化相抗争,达到平衡后出现峰值应力;变形后期,流动应力在不同的应变速率下呈现不同的变化趋势,低应变速率下,流动应力呈现出下降的特征,热压缩变形中的软化形式以动态再结晶为主,而在高应变速率下,流动应力则在峰值应力范围内趋于稳定,软化形式主要为动态回复。对比分析材料本构模型的预测结果与实际实验所得数据,获得应变补偿的Arrhenius本构模型的相关系数为0.94844,平均绝对相对误差为8.76285%,说明该本构模型可以较好地描述S55C钢材的高温热变形行为。 展开更多
关键词 S55C钢材 arrhenius本构模型 ZENER-HOLLOMON参数 热变形行为 应变速率
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考虑局部胶结破损热力学行为的结构性黄土二元介质本构模型
10
作者 王番 郅彬 +4 位作者 刘恩龙 王小婵 邓博团 李金华 张辉 《岩土力学》 北大核心 2025年第1期97-109,共13页
建立考虑局部胶结破损机制的本构模型是黄土力学核心任务之一,是解决黄土工程稳定性分析/评价的关键理论基础。基于热力学方法和岩土破损力学,建立了一个宏-细观热力学本构模型,它能够定量描述局部胶结破损的热力学行为及细观尺度应力-... 建立考虑局部胶结破损机制的本构模型是黄土力学核心任务之一,是解决黄土工程稳定性分析/评价的关键理论基础。基于热力学方法和岩土破损力学,建立了一个宏-细观热力学本构模型,它能够定量描述局部胶结破损的热力学行为及细观尺度应力-应变非均匀分布特征,提高了模型对变形的预测精度,其在数学形式上同剑桥模型类似。首先,通过热力学能量守恒定律,确定结构性黄土压缩变形过程中的结构破损功数学表达式,并发现结构性黄土局部损伤耗散的热力学行为主要来源:(1)破损集合体与未破损集合体之间的相互摩擦作用;(2)未破损集合体向破损集合体转换时,部分细观结构破损的不可逆热力学行为。基于此认识,建立了考虑胶结破损热力学行为的宏-细观本构模型框架,并通过分析结构性黄土变形机制(摩擦+胶结+破损共同作用),确定其自由能、耗散能和破损耗散能表达式;推导了一个考虑体积破损和剪切破损演化规律的损伤屈服函数及本构关系。通过所建立本构关系对已有试验数据进行预测,验证其合理性。 展开更多
关键词 结构性黄土 本构模型 局部破损 热力学 二元介质模型
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冻融循环作用下灰岩和石英岩力学特性及损伤本构模型试验研究
11
作者 刘先峰 王通 +3 位作者 李建国 袁胜洋 侯召旭 张俊 《中国铁道科学》 北大核心 2025年第1期1-14,共14页
针对季冻区岩体工程中岩石的冻融劣化问题,选取具有代表性的灰岩和石英岩为试验对象,通过冻融循环试验、单轴压缩试验以及SEM扫描电镜试验对岩石的孔隙率、宏-细观破坏特征、力学特性以及能量演化规律进行研究。根据典型岩石的应力-应... 针对季冻区岩体工程中岩石的冻融劣化问题,选取具有代表性的灰岩和石英岩为试验对象,通过冻融循环试验、单轴压缩试验以及SEM扫描电镜试验对岩石的孔隙率、宏-细观破坏特征、力学特性以及能量演化规律进行研究。根据典型岩石的应力-应变曲线,基于Lemaitre平面应变理论和统计理论,将冻融循环作用产生的损伤效应耦合到损伤本构模型中,考虑压密段的影响,根据岩石的损伤本构方程和试验曲线特点分2段拟合本构方程。结果表明:冻融循环作用更易加剧高孔隙率灰岩的风化;随着冻融次数的增加,灰岩和石英岩的抗压强度均服从指数衰减;模型曲线的峰值点与试验曲线的峰值点较为接近,分段损伤本构模型与试验得到的曲线吻合较好,该损伤本构模型以及参数选取是正确可靠的。 展开更多
关键词 岩石工程 冻融循环 力学特性 能量演化 损伤本构模型
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基于有限状态机实现Davidenkov本构模型的研究
12
作者 董正方 李浩杰 +1 位作者 王永锋 金德印 《地震工程学报》 北大核心 2025年第2期351-360,共10页
为解决传统编程方法在实现非线性本构模型时的可维护性差、二次开发困难等问题,基于有限状态机(FSM)原理,提出状态模式驱动和数表驱动的两种编程实现方法;通过对两种编程方法的对比,认为FSM结合数表驱动的方法更适合编写非线性本构程序... 为解决传统编程方法在实现非线性本构模型时的可维护性差、二次开发困难等问题,基于有限状态机(FSM)原理,提出状态模式驱动和数表驱动的两种编程实现方法;通过对两种编程方法的对比,认为FSM结合数表驱动的方法更适合编写非线性本构程序;随后对Davidenkov本构模型滞回曲线进行修正,提出两种滞回曲线构造形式:指向失效点型和指向修正点型。改进的Davidenkov本构模型纠正了“n倍法”模型在失效后,剪应变反向达到上限,而剪应变未进入失效状态的缺点,使得改进的Davidenkov本构模型在模拟土动应力-应变关系时更加合理,尤其是指向失效点模型在多次加卸载作用下,对土体剪切刚度的模拟情况更为精确;为验证基于FSM编制的本构程序具有可维护性强、二次开发简单等特点,依据FSM结合数表驱动的方法编制了Davidenkov及其修正的本构模型程序,以验证该方法的有效性与正确性。 展开更多
关键词 岩土动力学 非线性本构模型 有限状态机 Davidenkov本构模型 二次开发
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耦合应变速率及尺寸效应的3102铝箔本构模型
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作者 李萍 汪洋 +3 位作者 张百顺 田辙环 祝梦臣 薛克敏 《塑性工程学报》 北大核心 2025年第1期145-151,共7页
为研究3102铝合金在应变速率与尺寸效应耦合作用下的本构关系,利用单轴拉伸实验获得0.095~0.14 mm厚度的3102铝合金在10^(-4)~10^(-1) s^(-1)应变速率下的真应力-真应变曲线,以此为基础构建了改进的Johnson-Cook本构模型,并利用DYNAFOR... 为研究3102铝合金在应变速率与尺寸效应耦合作用下的本构关系,利用单轴拉伸实验获得0.095~0.14 mm厚度的3102铝合金在10^(-4)~10^(-1) s^(-1)应变速率下的真应力-真应变曲线,以此为基础构建了改进的Johnson-Cook本构模型,并利用DYNAFORM有限元仿真软件对3102铝合金室温拉深成形过程进行模拟预测。结果表明:随着应变速率和厚度的增加,3102铝合金的抗拉强度提高,表现出明显的应变速率敏感性和尺寸效应。利用改进的Johnson-Cook本构模型对真实应力进行预测,其相关系数与平均相对误差分别为0.991%和0.44%;将改进的本构模型应用于有限元仿真分析,通过对比实际成形零件减薄率与模拟预测值发现,二者的最大绝对误差为4.573%,表明改进的Johnson-Cook本构模型能够准确预测相应条件下的真实应力。 展开更多
关键词 3102铝合金 应变速率 尺寸效应 Johnson-Cook本构模型
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基于改进Arrhenius模型的Ti-55531合金跨相区本构关系
14
作者 李雷 《锻压技术》 CAS CSCD 北大核心 2018年第12期167-170,共4页
在Gleeble-3500热模拟试验机上对Ti-55531合金进行高温热压缩试验,获得了变形温度为1033~1183K、应变速率为0.001-1s^-1和压下量为60%条件下的流变应力曲线。试验结果表明,在变形初期受到加工硬化的主导,流变应力迅速上升达到峰值,随后... 在Gleeble-3500热模拟试验机上对Ti-55531合金进行高温热压缩试验,获得了变形温度为1033~1183K、应变速率为0.001-1s^-1和压下量为60%条件下的流变应力曲线。试验结果表明,在变形初期受到加工硬化的主导,流变应力迅速上升达到峰值,随后软化作用开始占据主导,流变应力随着应变的增加有所降低。基于Arrhenius本构方程,通过数据的计算和拟合,得到该合金在两相区和单相区的变形热激活能Q分别为280.25和183.14kJ·mol^-1。同时,考虑到变形温度T对材料参数A的影响,建立了不同相区材料参数A关于变形温度T的关系,并基于得到的不同相区的Q值和A值,建立了该材料在单相区和两相区的Arrhenius本构模型。 展开更多
关键词 Ti-55531合金 热压缩试验 流变应力 变形热激活能 arrhenius本构模型
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冻融单裂隙大理岩单轴压缩破裂机理与疲劳本构模型研究
15
作者 任建喜 王瑞雪 +2 位作者 焦金照 张凡 张琨 《安全与环境工程》 北大核心 2025年第1期171-178,共8页
为研究冻融后单裂隙大理岩的疲劳损伤力学特性与破裂机理,采用宏观单轴压缩疲劳荷载试验与细观核磁共振试验相结合的方法,对冻融后的单裂隙大理岩进行了宏细观单轴压缩疲劳破裂机理分析。结果表明:周期荷载幅值对岩样疲劳损伤影响显著,... 为研究冻融后单裂隙大理岩的疲劳损伤力学特性与破裂机理,采用宏观单轴压缩疲劳荷载试验与细观核磁共振试验相结合的方法,对冻融后的单裂隙大理岩进行了宏细观单轴压缩疲劳破裂机理分析。结果表明:周期荷载幅值对岩样疲劳损伤影响显著,单裂隙大理岩的疲劳寿命对裂隙倾角的变化不敏感;在周期荷载作用下,大理岩预制裂隙端部产生的微裂纹充分发展,产生局部剪切破坏;细观机理表现为周期荷载振幅越小,大理岩内部微小裂纹的贯通连接现象越显著,岩样的破坏越彻底;通过引入冻融损伤变量,并用循环次数与频率换算代替蠕变时间,基于传统的西原蠕变模型,建立了周期荷载下冻融单裂隙大理岩单轴压缩疲劳本构模型。研究结果可为寒区裂隙岩体边坡稳定性评价及灾害防治提供参考。 展开更多
关键词 冻融循环 单裂隙大理岩 周期荷载 破坏规律 本构模型
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基于纸张本构模型的瓦楞纸板边压强度仿真分析
16
作者 孙德强 李想 +5 位作者 郝乾崇 马毅 李欣怡 宋雅玲 叶润杰 高雪蒙 《包装工程》 北大核心 2025年第1期155-162,共8页
目的采用LS-DYNA软件中的MAT274纸张本构模型,研究瓦楞纸板边压强度有限元仿真计算问题,并结合理论和试验结果验证模型的可靠性。方法参照瓦楞纸板边压强度测试试验标准,使用ANSYS和LS-PREPOST软件建立与此标准相吻合的瓦楞纸板边压强... 目的采用LS-DYNA软件中的MAT274纸张本构模型,研究瓦楞纸板边压强度有限元仿真计算问题,并结合理论和试验结果验证模型的可靠性。方法参照瓦楞纸板边压强度测试试验标准,使用ANSYS和LS-PREPOST软件建立与此标准相吻合的瓦楞纸板边压强度计算的有限元模型;采用边压强度试验及Li的简化公式和Garbowski的改进经验公式,分别得到瓦楞纸板的边压强度;对相关结果进行对比分析,以验证瓦楞纸板边压强度仿真计算模型的可靠性。结果针对B型、C型2种瓦楞纸板,采用以上方法得到其压缩过程及压缩曲线或边压强度的试验、理论和有限元计算结果。结论试验和仿真得到压缩过程中样品的变形模式和压缩曲线,以及边压强度理论、试验和仿真值结果的吻合性,证明了有限元模型的可靠性。这为瓦楞纸板设计应用提供了重要的参考和指导。 展开更多
关键词 瓦楞纸板 纸张 本构模型 边压强度 有限元仿真
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考虑宏观缺陷的混凝土本构模型及含裂缝隧道衬砌动力损伤特性研究
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作者 孙雅珍 王龙岩 +4 位作者 吴昌宇 王金昌 于阳 袁立凡 祝奉斌 《中国铁道科学》 北大核心 2025年第1期107-119,共13页
目前对隧道衬砌动力响应的研究多聚焦于完好隧道,较少涉及初始宏观裂缝存在时对隧道衬砌结构弱化作用下的动力响应。为研究含裂缝隧道衬砌动力损伤特性,首先,基于塑性损伤本构,理论推导考虑材料弱化的宏观缺陷-外荷载耦合损伤本构模型;... 目前对隧道衬砌动力响应的研究多聚焦于完好隧道,较少涉及初始宏观裂缝存在时对隧道衬砌结构弱化作用下的动力响应。为研究含裂缝隧道衬砌动力损伤特性,首先,基于塑性损伤本构,理论推导考虑材料弱化的宏观缺陷-外荷载耦合损伤本构模型;其次,将宏观损伤度为0,0.2,0.3和0.4时混凝土试件抗拉强度的计算结果与试验结果进行对比,验证本构模型的合理性;然后,采用地层-结构法对土体-隧道-列车相互作用关系进行模拟,引入无限单元边界吸收模型边界处的应力波;最后,通过在完整衬砌结构上预制深度为3.5,7.0和10.5 cm裂缝,并调整模型中的损伤参数,系统地研究衬砌结构在不同裂缝深度下考虑材料弱化作用的动力损伤特性。结果表明:推导得到的本构模型理论计算结果与试验结果最大误差仅为7.3%,模型合理;在不同裂缝深度下,竖向振动加速度和竖向振动速度均呈现出拱顶>边墙>仰拱的规律,且与行车道距离成正相关;裂缝深度由0 cm增加到10.5 cm,衬砌结构拱顶、边墙和仰拱的竖向振动加速度分别增大8.4%,2.7%和5.3%,竖向振动速度分别增大15.1%,17.1%和16.7%;裂缝深度从0 cm增加到10.5 cm,拱顶、边墙和仰拱的最大主应力峰值分别增加22.3%,15.5%和减小9.12%,拱顶的最大主应力峰值在裂缝深度为3.5 cm时超过了仰拱,说明动应力响应受行车道距离和初始宏观裂缝引起的应力集中共同影响;在3种不同裂缝深度下,考虑材料弱化作用下的衬砌损伤度较不考虑时分别增大0.039,0.130和0.165。 展开更多
关键词 地铁隧道 动力响应 初始裂缝 宏观缺陷-外荷载耦合损伤 本构模型 混凝土材料弱化
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干湿循环后贯通型锯齿状红砂岩节理面剪切本构模型
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作者 王桂林 王力 +1 位作者 王润秋 任甲山 《岩土力学》 北大核心 2025年第3期706-720,共15页
库岸岩质边坡因受库水位波动影响,节理面受到干湿循环的作用,干湿循环后的节理面剪切强度成为控制岩质边坡稳定性的关键因素之一。目前针对干湿循环后岩体节理面剪切损伤本构等方面研究不充分。以三峡库区红砂岩为例,通过开展不同干湿... 库岸岩质边坡因受库水位波动影响,节理面受到干湿循环的作用,干湿循环后的节理面剪切强度成为控制岩质边坡稳定性的关键因素之一。目前针对干湿循环后岩体节理面剪切损伤本构等方面研究不充分。以三峡库区红砂岩为例,通过开展不同干湿循环次数下红砂岩的节理直剪试验,获得干湿循环作用下红砂岩的强度变形特征,建立了考虑干湿循环效应的修正Iwan节理面剪切损伤本构模型。结果表明:节理试样的剪切应力-位移曲线形态表现为初始压密、线弹性变形、峰前软化、峰后破坏和残余变形5个阶段;通过引入Logistic模型,节理面剪切损伤本构模型能够反映实际的节理面损伤过程,较好地描述规则锯齿状节理面压密阶段剪切变形行为;干湿循环次数与修正后节理面Iwan剪切损伤本构模型参数存在对数关系;通过室内试验,验证了考虑干湿循环效应的修正Iwan节理面剪切损伤本构模型的准确性,该模型能有效预测干湿循环后节理面剪切应力-剪切位移的关系。研究成果可为三峡库区岩质边坡剪切滑移破坏机制研究和灾害防治提供一定参考。 展开更多
关键词 红砂岩 节理面 干湿循环 剪切本构模型
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基于HS与HSS模型的深基坑支护结构变形与受力数值模拟分析
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作者 郭浩天 孙庆林 +2 位作者 苑成旺 李向群 李继伟 《水利与建筑工程学报》 2025年第1期71-79,共9页
为探究应变硬化(HS)及小应变硬化(HSS)本构模型对深基坑支护结构变形与受力的影响,以长春地区某深基坑工程项目为例,通过室内试验获得HS与HSS本构模型参数,利用有限元软件midas GTS NX对其排桩支护结构水平位移及内支撑轴力进行数值模拟... 为探究应变硬化(HS)及小应变硬化(HSS)本构模型对深基坑支护结构变形与受力的影响,以长春地区某深基坑工程项目为例,通过室内试验获得HS与HSS本构模型参数,利用有限元软件midas GTS NX对其排桩支护结构水平位移及内支撑轴力进行数值模拟,并与实际监测数据进行对比分析。结果表明:长春地区粉质黏土HS与HSS本构模型的参考切线、割线及加卸载模量与压缩模量之间的关系为:参考加卸载模量约为压缩模量、参考切线模量以及参考割线模量的3.6倍;HS与HSS本构模型下排桩支护结构水平位移与实际监测数据之间的变化规律基本一致,均呈现“鱼腹型”,仅在数值上存在差异;HSS本构模型结果与实际监测值对比,排桩水平位移模拟结果误差为1.03%~10.32%,内支撑轴力模拟结果误差为6.48%~14.72%,相较于HS本构模型在反应卸荷条件下粉质黏土特性、支护结构变形与受力方面相对更为准确。 展开更多
关键词 深基坑工程 本构模型 midas GTS NX 数值模拟 粉质黏土
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锻态18Cr2Ni4WA钢高温变形本构模型研究
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作者 段兴旺 贺林峰 +1 位作者 焦永星 王敏 《太原科技大学学报》 2025年第1期53-57,共5页
在Gleeble-1500热模拟试验机上,对锻态18Cr2Ni4WA钢进行单道次热压缩实验,研究了该钢的高温流变行为。通过采集数据获得了实验温度为(1 123~1 473)K、应变速率为(0.001~0.1)s-1和变形量为55%的变形条件下的真应力-真应变曲线。以Arrhen... 在Gleeble-1500热模拟试验机上,对锻态18Cr2Ni4WA钢进行单道次热压缩实验,研究了该钢的高温流变行为。通过采集数据获得了实验温度为(1 123~1 473)K、应变速率为(0.001~0.1)s-1和变形量为55%的变形条件下的真应力-真应变曲线。以Arrhenius本构模型为依据,并充分考虑应变对本构模型的作用,建立了应变补偿Arrhenius本构模型,用以预测其高温流变行为。结果表明:温度的降低和应变速率的增大导致锻态18Cr2Ni4WA钢的真应力增加;通过将所建立本构模型的理论预测数据与实验数据进行对比,发现吻合度较好,说明所建立的锻态18Cr2Ni4WA钢应变补偿Arrhenius本构模型具有较高的预测精度。 展开更多
关键词 锻态18Cr2Ni4WA钢 热压缩 本构模型 应变补偿
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